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智能浇花系统设计报告

花匠小妙招
2024-11-11 00:31

青岛农业大学电子设计大赛
基于单片机的智能浇花系统
学院: 机电工程学院
队员: 史殿龙罗英赫董相岗
电话: **********
前言
有些人喜欢养花或是盆景类的观赏性植物,可是他们又经常出差或较长时间外出而不能给它们浇水、照顾它们,因而放弃了这一爱好。所以如何更加方便,合理的进行植物养殖成为了智能家居设计的一个焦点。
本系统为基于STC89C52单片机的智能浇花系统。主要由温、湿度采集、土壤湿度采集、光照强度采集、时间显示、浇水设置、浇水六大模块组成。实现全天性的对植物周围环境的温度、湿度、光照强度信息采集。判断出是否需要浇水,最终由单片机控制电磁阀的开断来实现浇水。该系统能根据实际情况,合理的浇水,既节约了水资源,又能让植物更好生长。
关键字:温、湿度采集光照强度采集土壤湿度时间显示电磁阀
系统功能与特色
1、系统功能特色简介
(1)选择性浇水
在每次浇水前,系统会对植物土壤湿度进行检测,如果超过一定值,就不进行浇水操作,防止过度浇水、浪费水资料。如果低于设定值但此时光照强度过高不适于浇水,则系统也不会浇水。
(2)加水提示
水箱装有红外检测器,水位过低时,红外被促发,系统记录下标志,系统会立刻提示用户加水。
(3)时间显示
系统统内部装有一块DS1302时钟芯片,可以准确的显示时间,用户可以根据时间记录花期。
(4)浇水设置
本系统增加了外设键盘,用户可根据花的品种不同而设定不同的浇水限制。
(5)数据保存
系统内部放置了一块EEPROM,可对用户的设置进行保存,具有掉电保护功能。
2、功能指标
(1)温度测量精确到1℃,湿度测量精确到1%RH,土壤湿度测量精确到1%RH,光照强度测量精确到1lx;
(2)LCD显示温湿度、土壤湿度、光照强度以及时间和浇水限值。
(3)。
(4) 存储芯片擦写次数可达10万次以上。
系统硬件设计
硬件框架
MUC
STC89C52
温,湿度采集模块
12864液晶显示
按键输入
土壤湿度采集模块
浇水模块
光照强度采集模块
水位器
蜂鸣器
DS1302
EEPROM
二、主控芯片
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能: 8k字节Flash,512字节RAM, 32 位I/O 口线,看门狗定时器,内置4KB EEPROM,MAX810复位电路,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz,6T/12T可选。
和atmel的对比STC89C52RC单片机:
8K字节程序存储空间;
512字节数据存储空间;
内带4K字节EEPROM存储空间;
可直接使用串口下载;
AT89S52单片机:
8K字节程序存储空间;
256字节数据存储空间;
没有内带EEPROM存储空间
主控芯片原理图
三、温湿度采集模块
温湿度采集部分使用DHT11数字温湿度传感器
STC89C52
DHT11
VCC
GND
5K
DATA
1
2
4
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中,传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口,使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗,信号传输距离可达20米以上,使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为 4 针单排引脚封装。连接方便,特殊封装形式可根据用户需求而提供。
四、土壤湿度采集模块
Arduino Moisture Sensor土壤湿度传感器
这个水分传感器可用于检测土壤的水分,当土壤缺水时,传感器输出值将减小,反之将增大,使用AD转换器读取它的值。然后传送给单片机,单片机根据数